【压缩机网】河南豫光金铅股份有限公制氧厂2013年初建成投产一套KDONAr-15000/3600/360型空分装置，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、规整填料上塔、无氢制氩、氧氮外压缩机流程。其中，作为提供原料空气的离心压缩机为单轴等温型、四级压缩、三级冷却，压缩机由同步电机以1500r/min转速经增速机增速到6928r/min驱动压缩机。增速机是平行轴单斜齿轮增速机。同步电机采用微机控制同步电动机励磁装置，励磁输出65V、402A。电机与增速机、增速机与压缩机之间均采用金属膜片式挠性联轴器连接。
该空压机自投产以来，运行基本稳定，但也经历了一些故障，今做一总结，供同行参考。
一、历次故障汇总
1.电机故障
2015年8月份，空分装置计划停机，各设备停下后，其低压电源空开未断电，水泵、油泵、励磁柜等空开仍在合闸位置。高压维修人员在高压配电室对空压机做线路耐压试验时，触发了励磁投运信号，使位于主厂房二楼的主机旁边的励磁柜开始运行工作，于是在电机转子上投入励磁电压和电流，约350A的电流通过转子线圈，转子线圈发热温度升高，产生电炉效应。由于持续时间较长，且正在中午，现场人员巡检看到电机冒烟才发现，已经导致电机转子烧坏。于是，电机吊离基础返上海电机厂维修，更换了新转子。返厂后，单试电机，振动不大，但连接联轴器后，开机运行加载，振动特别大。停机检查，以为电机基础未做好，重新做基础。但电机安装后仍然振动大，后厂家来人把电机与主机一起在线作动平衡，通过增加平衡块，得以解决振动偏大难题，空压机运行正常。
此后，在每次空分装置停机后，立即停下励磁柜内空开电源和低配室内励磁柜总电源，并在励磁柜顶增加蜂鸣器闪光报警，即当主电机停运，而励磁柜电源未停，蜂鸣器就会闪光报警。当电机运行期间，励磁柜出现故障，蜂鸣器也会报警。另外，在做空压机联锁试验时，励磁柜会投入运行，要尽量缩短试验联锁时间，避免电机发热。
2.进口导叶装置故障
进口导叶装置由上下两部分组成，内共有16片可同步转动的导叶片，每个导叶片通过转盘、支杆、连杆与转环相连接。上下两个导叶装置各有一个转环，两个转环通过定位螺栓和连接螺杆连接。转环外侧共有8只6203-2RS轴承，导叶装置由电动执行机构驱动，通过传动杆带动主动支杆和连杆，带动转环转动，使所有叶片同步旋转，来达到调节气量的目的。
在某次临时停机再次开机后，DCS上导叶开度5度，启动后电流在30秒内未降到额定电流以下，空压机电流保护停机。将启动时间延长到35秒，启动成功后，但机组振动较大，进口导叶DCS上逐渐全开，机后排气压力只能达到0.462（额定排气压力0.50MPa)，根本满足不了空分装置生产所需，于是停机检查。发现电动机构开度与DCS一致，吊开机器大盖，检查导叶，但机器内导叶开度与DCS上不一致，发现电动机构传动杆与转环之间的主动支杆上螺母脱落，而无法连接，导致电动机构传动杆旋转，但转环无法动作，导叶片也就无法动作，进口导叶装置气量调节失去控制。将螺母重新恢复固定牢固，调试好导叶动作，启动后空压机运行正常。可见首次启动时电流在30秒内未降到额定电流以下，是因为机器内导叶片可能不在全关的启动位置，有一定开度，而在机器外边无法看到，只能看到电动机构处于全关位置，因启动时导叶开度大，造成空压机启动负荷过大电流未及时降下。
在以后的拆检中，重点关注各导叶片上支杆、连杆的连接。每个支杆的球铰部位用黄油枪加油，6203-2RS密封轴承要定期更换，确保导叶装置动作灵活，各固定螺母牢固可靠。恢复安装上机壳前，DCS上操作导叶装置调试，现场观察是否正常。确定一切正常可靠，方可恢复安装上机壳。
3.联轴器故障
某年冬季，因临时停机，开机前进行人为盘车，感觉有些费力，没有过去顺畅，启动后现场听到机壳内有金属碰撞声响，待主控室人员赶到场倾听，金属碰撞声已经消失，但在场人员均感觉到机器运行声音高于停机前。人员站在机器旁，基础传递过来的振动使人感到脚麻，同时DCS上显示压缩机联轴器侧轴振由停机前正常的5um上升到20um(报警值52.6、联锁值63.1um)。虽然轴振升高，但趋势平稳，各轴温正常，于是继续运行使用。但随着进口导叶开度的增大、压缩机负荷增加，该轴振不断呈小幅突升变化，后达到联锁值而跳闸。于是计划进行检查该二级侧径向轴承，当首先打开增速机与压缩机联轴器护罩时，看到铝质护罩内表面有物体碰撞打击痕迹，发现联轴器螺栓断裂2条，有螺母脱落现象。检查该二级侧径向轴承未见异常，于是经购置新的联轴器螺栓成套，予以更换，盘车较为顺畅，开机后轴振恢复到原有水平，机身、基础振动恢复到原有范围。
设备开机前必须进行盘车，检查有无卡阻、异响等异常情况。盘车与正式启动间隔时间尽量缩短，盘车必须充分，不能存在未盘整圈这种不完整情形。作为大型动力旋转机械设备，尽量不要频繁启停空压机，每次启动过程，在达到一阶临界转速时机器振动大，都会对联轴器和轴瓦有较大冲击。
4.冷却器串漏故障
空压机的级间冷却器采用铜换热管，水走管内，两端是方形封头，出气侧安装有丝网除沫器，组成芯子安装在筒体内。在例行维保时，发现三级叶轮流道出现气流冲刷磨损，轮盘壁厚由初期的5mm降到2.5m，其他叶轮则没有磨损，检查二级冷却器，出现铜管串漏，导致运行中因水压0.32MPa高于二级排气压力0.16MPa，游离水进入气侧，含湿量大冲刷叶轮。于是逐根查漏，发现五根铜管串漏，采用铜堵头将串漏铜管两端封堵。后来购置新的换热器芯子，予以更换。在首次例行冷却器抽芯时，丝网除沫器内的不锈钢丝网全部成碎沫，予以更换为316L材质的丝网，后再未发生过丝网损坏现象。对于叶轮磨损冲刷，购置新的转子，予以更换。
建议每次例行大修期间，对冷却器予以抽芯，清理内部锈蚀，进行防腐，检查丝网，对换热器铜管进行清理内壁并完成后予以查漏。购置新换热器芯子时，要求上下板采用不锈钢，换热管要有额外固定，避免气流冲刷铜管造成晃动引起磨损串漏。
5.吸气侧轴承密封漏油
空压机一级进气侧轴承室内有一付径向轴承和一付止推轴承，并有一挡油密封，通有仪表空气作为密封气防止润滑油外漏到压缩空气侧，且油箱保持负压。在某次拆检时，发现一级冷却器内较多油迹，说明吸气侧轴承漏油到气侧。检查轴承，作为密封气的仪表空气铜管上减压阀脱落，密封气无法供入到轴承室内。于是，恢复密封气路。在每次例行解体大修完毕时，未恢复安装上机壳时，先开启密封气、排烟风机、油泵，运行四个小时以上，确定轴封位置未见漏油后，才可以恢复安装上机壳，避免再次发生漏油故障。
6.油泵启动后油压不能升高
某次现场人员打扫卫生，不慎将棉纱卷入正运行中的齿轮油泵联轴器上，于是准备开启另一台齿轮油泵，停下该泵。但当两台油泵都运行时，供油总管油压并未上升。油泵安装在油箱顶部，两台油泵出口管之间有一§8的连接管，目的是为了让在停的备用泵进油管始终充满油。DN100进油管底部有2只止回阀，一只DN100止回阀用于防止油漏回油箱，一只DN40止回阀是当进油管内油压大时能泄回油箱。但抽出进油管检查，发现进油管内未存满油，导致有空气，开辅泵油压不升。原因是DN40止回阀弹簧太细，更换新的DN40止回阀，确保进油管内存满油。这样开启辅泵油压能及时上升，完成倒泵。
平时检查两台油泵的连通管是否发热，若发热表明连通管内有油流动。每月例行盘辅泵，主动开启在停辅泵，进行倒泵操作，使备用油泵能起到作用。严禁现场人员拿棉纱打扫联轴器旋转部位附近，防止发生安全事故。
二、维保建议
空压机作为空分装置最重要的大型旋转设备，需严格按照制造厂家说明书要求进行操作、维护及必要的停机检修。
每年维保时，发现空压机转子一级叶轮干净，而二三四级叶轮上污垢多，且为锈沫，这是由于空气经各级压缩冷却后会有冷凝水析出，含湿空气造成了冷却器内壁和吸气管道锈蚀。建议将冷却器内壁做防腐，二三四级吸气管道更换为不锈钢管。
机组停机期间，应向机组内充入干燥氮气，每十天开启一次油泵，运行一个小时，对润滑系统进行冲洗，并对压缩机进行盘车。注意盘车后转子停止位置应和盘车前位置相差1/4或3/4，以避免转子变形。建议两年更换一次润滑油，每半年检查一次油的质量，定期更换油过滤器滤芯。
每次开机前做好各项联锁试验，包含主机联锁跳闸和油泵互备联锁及防喘振阀联锁动作情况。对空压机一级吸气管道进行检查防腐，定期检查空气过滤器是否有空气滤筒损坏短路现象，空气滤筒要定期更换。送气管道止回阀拆下检查动作情况是否正常；同步电机按照说明书要求进行维保，并定期返厂，清除定子积灰、重新浸漆、修正滑环、检查轴瓦、并作转子动平衡。
压缩机定期进行解体维保，对转子清灰、涂色探伤、动平衡校验，检查各轴瓦、密封磨损情况，增速机齿轮啮合、复测调整各联轴器对中。由于空压机结构复杂，安装要求高，其检修安装质量直接关乎空压机能否实现长周期、安全、稳定运行，故其维修工作最好邀请设备厂家或专业机构人员现场指导或施工，以保证空压机的安、稳、长、满、优运行。
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该空压机自投产以来，运行基本稳定，但也经历了一些故障，今做一总结，供同行参考。
一、历次故障汇总
1.电机故障
2015年8月份，空分装置计划停机，各设备停下后，其低压电源空开未断电，水泵、油泵、励磁柜等空开仍在合闸位置。高压维修人员在高压配电室对空压机做线路耐压试验时，触发了励磁投运信号，使位于主厂房二楼的主机旁边的励磁柜开始运行工作，于是在电机转子上投入励磁电压和电流，约350A的电流通过转子线圈，转子线圈发热温度升高，产生电炉效应。由于持续时间较长，且正在中午，现场人员巡检看到电机冒烟才发现，已经导致电机转子烧坏。于是，电机吊离基础返上海电机厂维修，更换了新转子。返厂后，单试电机，振动不大，但连接联轴器后，开机运行加载，振动特别大。停机检查，以为电机基础未做好，重新做基础。但电机安装后仍然振动大，后厂家来人把电机与主机一起在线作动平衡，通过增加平衡块，得以解决振动偏大难题，空压机运行正常。
此后，在每次空分装置停机后，立即停下励磁柜内空开电源和低配室内励磁柜总电源，并在励磁柜顶增加蜂鸣器闪光报警，即当主电机停运，而励磁柜电源未停，蜂鸣器就会闪光报警。当电机运行期间，励磁柜出现故障，蜂鸣器也会报警。另外，在做空压机联锁试验时，励磁柜会投入运行，要尽量缩短试验联锁时间，避免电机发热。
2.进口导叶装置故障
进口导叶装置由上下两部分组成，内共有16片可同步转动的导叶片，每个导叶片通过转盘、支杆、连杆与转环相连接。上下两个导叶装置各有一个转环，两个转环通过定位螺栓和连接螺杆连接。转环外侧共有8只6203-2RS轴承，导叶装置由电动执行机构驱动，通过传动杆带动主动支杆和连杆，带动转环转动，使所有叶片同步旋转，来达到调节气量的目的。
在某次临时停机再次开机后，DCS上导叶开度5度，启动后电流在30秒内未降到额定电流以下，空压机电流保护停机。将启动时间延长到35秒，启动成功后，但机组振动较大，进口导叶DCS上逐渐全开，机后排气压力只能达到0.462（额定排气压力0.50MPa)，根本满足不了空分装置生产所需，于是停机检查。发现电动机构开度与DCS一致，吊开机器大盖，检查导叶，但机器内导叶开度与DCS上不一致，发现电动机构传动杆与转环之间的主动支杆上螺母脱落，而无法连接，导致电动机构传动杆旋转，但转环无法动作，导叶片也就无法动作，进口导叶装置气量调节失去控制。将螺母重新恢复固定牢固，调试好导叶动作，启动后空压机运行正常。可见首次启动时电流在30秒内未降到额定电流以下，是因为机器内导叶片可能不在全关的启动位置，有一定开度，而在机器外边无法看到，只能看到电动机构处于全关位置，因启动时导叶开度大，造成空压机启动负荷过大电流未及时降下。
在以后的拆检中，重点关注各导叶片上支杆、连杆的连接。每个支杆的球铰部位用黄油枪加油，6203-2RS密封轴承要定期更换，确保导叶装置动作灵活，各固定螺母牢固可靠。恢复安装上机壳前，DCS上操作导叶装置调试，现场观察是否正常。确定一切正常可靠，方可恢复安装上机壳。
3.联轴器故障
某年冬季，因临时停机，开机前进行人为盘车，感觉有些费力，没有过去顺畅，启动后现场听到机壳内有金属碰撞声响，待主控室人员赶到场倾听，金属碰撞声已经消失，但在场人员均感觉到机器运行声音高于停机前。人员站在机器旁，基础传递过来的振动使人感到脚麻，同时DCS上显示压缩机联轴器侧轴振由停机前正常的5um上升到20um(报警值52.6、联锁值63.1um)。虽然轴振升高，但趋势平稳，各轴温正常，于是继续运行使用。但随着进口导叶开度的增大、压缩机负荷增加，该轴振不断呈小幅突升变化，后达到联锁值而跳闸。于是计划进行检查该二级侧径向轴承，当首先打开增速机与压缩机联轴器护罩时，看到铝质护罩内表面有物体碰撞打击痕迹，发现联轴器螺栓断裂2条，有螺母脱落现象。检查该二级侧径向轴承未见异常，于是经购置新的联轴器螺栓成套，予以更换，盘车较为顺畅，开机后轴振恢复到原有水平，机身、基础振动恢复到原有范围。
设备开机前必须进行盘车，检查有无卡阻、异响等异常情况。盘车与正式启动间隔时间尽量缩短，盘车必须充分，不能存在未盘整圈这种不完整情形。作为大型动力旋转机械设备，尽量不要频繁启停空压机，每次启动过程，在达到一阶临界转速时机器振动大，都会对联轴器和轴瓦有较大冲击。
4.冷却器串漏故障
空压机的级间冷却器采用铜换热管，水走管内，两端是方形封头，出气侧安装有丝网除沫器，组成芯子安装在筒体内。在例行维保时，发现三级叶轮流道出现气流冲刷磨损，轮盘壁厚由初期的5mm降到2.5m，其他叶轮则没有磨损，检查二级冷却器，出现铜管串漏，导致运行中因水压0.32MPa高于二级排气压力0.16MPa，游离水进入气侧，含湿量大冲刷叶轮。于是逐根查漏，发现五根铜管串漏，采用铜堵头将串漏铜管两端封堵。后来购置新的换热器芯子，予以更换。在首次例行冷却器抽芯时，丝网除沫器内的不锈钢丝网全部成碎沫，予以更换为316L材质的丝网，后再未发生过丝网损坏现象。对于叶轮磨损冲刷，购置新的转子，予以更换。
建议每次例行大修期间，对冷却器予以抽芯，清理内部锈蚀，进行防腐，检查丝网，对换热器铜管进行清理内壁并完成后予以查漏。购置新换热器芯子时，要求上下板采用不锈钢，换热管要有额外固定，避免气流冲刷铜管造成晃动引起磨损串漏。
5.吸气侧轴承密封漏油
空压机一级进气侧轴承室内有一付径向轴承和一付止推轴承，并有一挡油密封，通有仪表空气作为密封气防止润滑油外漏到压缩空气侧，且油箱保持负压。在某次拆检时，发现一级冷却器内较多油迹，说明吸气侧轴承漏油到气侧。检查轴承，作为密封气的仪表空气铜管上减压阀脱落，密封气无法供入到轴承室内。于是，恢复密封气路。在每次例行解体大修完毕时，未恢复安装上机壳时，先开启密封气、排烟风机、油泵，运行四个小时以上，确定轴封位置未见漏油后，才可以恢复安装上机壳，避免再次发生漏油故障。
6.油泵启动后油压不能升高
某次现场人员打扫卫生，不慎将棉纱卷入正运行中的齿轮油泵联轴器上，于是准备开启另一台齿轮油泵，停下该泵。但当两台油泵都运行时，供油总管油压并未上升。油泵安装在油箱顶部，两台油泵出口管之间有一§8的连接管，目的是为了让在停的备用泵进油管始终充满油。DN100进油管底部有2只止回阀，一只DN100止回阀用于防止油漏回油箱，一只DN40止回阀是当进油管内油压大时能泄回油箱。但抽出进油管检查，发现进油管内未存满油，导致有空气，开辅泵油压不升。原因是DN40止回阀弹簧太细，更换新的DN40止回阀，确保进油管内存满油。这样开启辅泵油压能及时上升，完成倒泵。
平时检查两台油泵的连通管是否发热，若发热表明连通管内有油流动。每月例行盘辅泵，主动开启在停辅泵，进行倒泵操作，使备用油泵能起到作用。严禁现场人员拿棉纱打扫联轴器旋转部位附近，防止发生安全事故。
二、维保建议
空压机作为空分装置最重要的大型旋转设备，需严格按照制造厂家说明书要求进行操作、维护及必要的停机检修。
每年维保时，发现空压机转子一级叶轮干净，而二三四级叶轮上污垢多，且为锈沫，这是由于空气经各级压缩冷却后会有冷凝水析出，含湿空气造成了冷却器内壁和吸气管道锈蚀。建议将冷却器内壁做防腐，二三四级吸气管道更换为不锈钢管。
机组停机期间，应向机组内充入干燥氮气，每十天开启一次油泵，运行一个小时，对润滑系统进行冲洗，并对压缩机进行盘车。注意盘车后转子停止位置应和盘车前位置相差1/4或3/4，以避免转子变形。建议两年更换一次润滑油，每半年检查一次油的质量，定期更换油过滤器滤芯。
每次开机前做好各项联锁试验，包含主机联锁跳闸和油泵互备联锁及防喘振阀联锁动作情况。对空压机一级吸气管道进行检查防腐，定期检查空气过滤器是否有空气滤筒损坏短路现象，空气滤筒要定期更换。送气管道止回阀拆下检查动作情况是否正常；同步电机按照说明书要求进行维保，并定期返厂，清除定子积灰、重新浸漆、修正滑环、检查轴瓦、并作转子动平衡。
压缩机定期进行解体维保，对转子清灰、涂色探伤、动平衡校验，检查各轴瓦、密封磨损情况，增速机齿轮啮合、复测调整各联轴器对中。由于空压机结构复杂，安装要求高，其检修安装质量直接关乎空压机能否实现长周期、安全、稳定运行，故其维修工作最好邀请设备厂家或专业机构人员现场指导或施工，以保证空压机的安、稳、长、满、优运行。
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